防伪光栅、防伪商标、烫金膜及复合膜的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种防伪光栅，其具有多通道变色效果，所述防伪光栅包括依次层置的基底层、光栅信息层及介质层，所述光栅信息层为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。所述防伪光栅具有多通道变色效果，能将公众防伪与专家识别很好地结合起来，可有效增强防伪标签的防伪能力和应用范围。本实用新型另外提供防伪商标、烫金膜及复合膜。
【专利说明】防伪光栅、防伪商标、烫金膜及复合膜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及防伪【技术领域】，尤其涉及一种具有多通道变色效果的防伪光栅及具有该防伪光栅的防伪商标、烫金膜及复合膜。
【背景技术】
[0002]随着当今时代科技发展而兴起的光学防伪技术是一种主要利用物理光学对产品进行防伪的手段。其基本原理是利用光在各种承载介质中传播时，所产生的透射、折射、衍射等各种光学特性会使形成的防伪产品在观察时获得相应的光学效果，并且该防伪方式能够具有独特性与唯一性，不易仿造。激光全息光栅防伪技术不仅能够呈现物体或设计图形的主体形象，还能通过光学衍射的原理使得图像随着观察角度的改变而呈色彩丰富化和多样化。该防伪技术含量高、设备精良、生产过程复杂，加工后产品极易被破坏，因而具有相当高的艺术和防伪价值。
[0003]我国计划经济的飞速发展带来了玲琅满目的商品。为了扼制假冒伪劣产品对市场经济带来的恶劣影响，除了建立注册商标制度以外，还要发展防伪商标，以规范商品经济和市场发展。防伪商标是指能够通过粘贴、印刷等方式转移到产品包装或附属物上，并具有防伪作用的标识。
[0004]目前已有的防伪注册商标包括激光全息标识、二维电码防伪、防伪油墨印刷等，这些防伪手段由于其物理原理简单易懂，能够工业化生产，因此制作成本较低且利于广泛推广。但随着这些技术的普及与公开化，令其防伪功能明显下降，让造假商家有机可乘，因此急需寻求一种设计原理复杂但制作简便的防伪方式，来延续防伪商标的发展。
[0005]从防伪的角度出发，一般可分为公众防伪、专业人员防伪和专家防伪三个层次。公众防伪是指无需借助任何仪器，使用者仅用眼睛看、耳朵听、手触摸即可辨别产品真伪的防伪手段。另外两个层次的防伪需要借助仪器设备，将防伪产品中的特殊材料所具有的特有属性加以识别。随着科技的发展和日益增长的物质文化需求，单纯的公众防伪和专家防伪已然不能满足。因此，研究具有公众和专家双重防伪功能的高新防伪技术是大势所趋。
实用新型内容
[0006]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有多通道变色效果的防伪光栅，具有公众和专家双重防伪功能。
[0007]—种防伪光栅，其具有多通道变色效果，所述防伪光栅包括依次层置的基底层、光栅信息层及介质层，所述光栅信息层为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
[0008]本实用新型一较佳实施方式中，所述光栅信息层的折射率为1.4?1.9。
[0009]本实用新型一较佳实施方式中,所述介质层的折射率大于1.9,厚度为25?60nm。
[0010]本实用新型一较佳实施方式中，所述亚波长光栅为单周期光栅，其周期为320?420nm,光栅槽深为80?140nm。
[0011 ] 本实用新型一较佳实施方式中，以25?45度角观察所述防伪光栅时，绕着垂直于图像平面的轴旋转观察，可以再现不同颜色的亮丽的高纯度光；以60?80度角观察所述防伪光栅时，在垂直于光栅栅线平面方向观察，可以看到一级衍射彩虹光。
[0012]本实用新型一较佳实施方式中，所述亚波长光栅为双周期光栅，其包括小周期正弦光栅和大周期正弦光栅，所述小周期正弦光栅的周期为320?420nm，所述大周期正弦光栅的周期为600?900nm。
[0013]本实用新型一较佳实施方式中，以25?45度角观察所述防伪光栅时，绕着垂直于图像平面的轴旋转观察，可以再现不同颜色的亮丽的高纯度光；以60?80度角及以5?30度角观察所述防伪光栅时，在垂直于光栅栅线平面方向观察，均能看到一级衍射彩虹光。
[0014]本实用新型提供一种防伪商标，所述防伪商标的主体部为如上所述防伪光栅。
[0015]本实用新型提供一种烫金膜，其包括依次层置的基底层、离型层、光栅信息层、介质层及热熔背胶层，所述光栅信息层为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
[0016]本实用新型提供一种复合膜，其包括依次层置的基底层、光栅信息层、介质层及黑色压敏胶层，所述光栅信息层为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
[0017]相对于现有技术，所述防伪光栅具有多通道变色效果，能将公众防伪与专家识别很好地结合起来，可有效增强防伪标签的防伪能力和应用范围。
[0018]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明第一实施例提供的防伪光栅的示意图；
[0020]图2为图1所示防伪光栅的衍射特性的影响参数示意图；
[0021]图3为图1所示防伪光栅为双周期光栅结构时的示意图；
[0022]图4a至图4d为图1所示防伪光栅的零级透射率测试图；
[0023]图5为本发明第三实施例提供的烫金膜的示意图；
[0024]图6为本发明第四实施例提供的复合膜的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0026]请参阅图1，本发明提供一种防伪光栅100，其具有多通道变色效果，所述防伪光栅100包括依次层置的基底层10、光栅信息层20及介质层30，所述光栅信息层20为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
[0027]可以理解的是，亚波长光栅的特征尺寸与光波波长有相同的数量级，光波的偏振对光波的衍射效果有着重要的影响，标量衍射理论不能满足实际需求，必须运用基于电磁场理论的严格矢量衍射理论对光栅特性进行分析，比如严格耦合波理论。影响亚波长光栅衍射特性的参数很多，包括入射光的波长、入射角Θ、入射方位角和光栅的周期T、折射率nl、槽深h、镀介质膜的厚度d、介质膜的折射率n2等，如图2所示，这些参数中任何一个发生变化时，衍射效率都将发生变化。对光栅特性进行分析时，本实施例基于严格耦合波理论，利用遗传算法迭代优化具有特定多通道变色效果的防伪光栅结构参数，包括入射角Θ、光栅的周期τ、折射率nl、槽深h、镀介质膜的厚度d、介质膜的折射率n2，这些参量相互匹配，使得所述防伪光栅100具有特定多通道变色效果。
[0028]所述防伪光栅100的多通道变色效果具体可体现为:
[0029]通过设计相互匹配的光栅的周期T、折射率nl、槽深h、镀介质膜的厚度d、介质膜的折射率n2。在垂直于光栅栅线平面方向观察所述防伪光栅100，当入射光约为45°时，再现的零级光的颜色为紫色；当入射光约为42°时，再现的零级光的颜色为蓝色；当入射光约为30°时，再现的零级光的颜色为亮绿色；当入射光约为70°时，再现的是炫丽的一级衍射彩虹光。绕着垂直于图像平面的轴旋转约45°观察所述防伪光栅100，当入射光约为45°时，再现的零级光的颜色为亮绿色；绕着垂直于图像平面的轴旋转至90°观察所述防伪光栅100，当入射光约为45°时，再现的零级光的颜色为金黄色；当入射光约为30°时，再现的零级光的颜色为深红色。
[0030]制作所述防伪光栅100时，所述光栅信息层20和所述介质层30依次形成于所述基底层10的同一侧表面，其中，所述介质层30为形成于所述光栅信息层20的表面的镀层，其形状、结构由所述光栅信息层20的形状、结构所决定。
[0031]本实施例中，所述基底层10由热塑性树脂或玻璃制成，具体地，可以采用如聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(BOPP)等材质制成。
[0032]本实施例中，所述光栅信息层20由透明树脂制成，其折射率为1.4?1.9，且所述光栅信息层20由镍母版热压而成，可以理解的是，所述镍母版可以通过激光全息超精细光刻或电子束准确曝光技术制成。
[0033]本实施例中，所述介质层30由高折射率透明材质制成，其折射率不同于所述光栅信息层20的折射率。优选地，所述介质层30的折射率大于1.9，厚度为25?60nm。
[0034]可以理解的是，所述高折射率透明材质可以为硫化锌或二氧化钛等材质。
[0035]实施例1
[0036]请一并参阅图1和图2，所述亚波长光栅为单周期光栅，即所述防伪光栅100中的光栅信息层20为单周期光栅结构，其周期T为320?420nm，光栅槽深为80?140nm。
[0037]所述防伪光栅100具有多通道变色功能，即使在阴天或不明亮的散光环境下，也可以在多个观察平面都再现不同颜色。具体地，以25?45度角观察所述防伪光栅100时，绕着垂直于图像平面的轴旋转观察，可以再现不同颜色的亮丽的高纯度光，具有多通道变色效果，无需额外借助光学仪器进行观察；以60?80度角观察所述防伪光栅100时，在垂直于光栅栅线平面方向观察，能明显看到一级衍射彩虹光。
[0038]实施例2
[0039]请参阅图3，所述亚波长光栅为双周期光栅，即所述防伪光栅100中的光栅信息层20为双周期光栅结构，其包括小周期正弦光栅和大周期正弦光栅，所述小周期正弦光栅的周期Tl为320?420nm，所述大周期正弦光栅的周期T2为600?900nm。
[0040]所述防伪光栅100具有多通道变色功能，即使在阴天或不明亮的散光环境下，也可以在多个观察平面都再现不同颜色。具体地，以25?45度角观察所述防伪光栅时，绕着垂直于图像平面的轴旋转观察，可以再现不同颜色的亮丽的高纯度光，具有多通道变色效果，而无需额外借助光学仪器进行观察；以60?80度角及以5?30度角观察所述防伪光栅时，在垂直于光栅栅线平面方向观察，均能看到一级衍射彩虹光。
[0041]为验证所述防伪光栅100的特性，本实施例利用紫外可见分光光度计在不同观察平面及不同光源入射角的情况下，对所述防伪光栅100的零级反射率进行测试，如图4a至4d所示，可知，所述防伪光栅100在蓝紫光、绿光、金黄光及红光波段都有高于80%的反射率，并且具有高于50nm的半波带宽，因此所述防伪光栅100再现的高纯度光亮度高。
[0042]可以理解的是，利用所述防伪光栅100，可形成透视型全息标识薄膜覆盖的印刷图文，印刷在机要文件、加密文档上面，既不影响激光全息图像的观察，也不影响文档内容的读取。在正常阅读文件的角度，由于入射角度和防伪图形的反射波长角度不重合，其防伪图形会因看不见而隐藏起来，不影响对文档内容的正常阅读；而将文档倾斜一定角度，则隐藏的防伪图形将得以显示。
[0043]所述防伪光栅100在漫射照明条件下，能通过肉眼明显观察到多通道变色效果，并且颜色变化是特定的、可描述的；再现的零级光为偏振光，可利用相关检测仪器进行识另IJ。因此，所述防伪光栅100能将公众防伪与专家识别很好地结合起来，可有效增强防伪标签的防伪能力和应用范围。
[0044]所述防伪光栅100也可与烫金膜、复合膜、转移膜等结合起来，形成新型的、多样化的防伪产品，应用于卡证、烟酒、服装、化妆品、药品、计算机硬件等各种产品中。
[0045]本发明第二实施例提供一种防伪商标，其主体部为所述防伪光栅100。所述防伪商标将浮雕型光栅和反射体积型光栅很好地结合起来，因此能够用于模压复制、大批量工业化生产,成本低。
[0046]请参阅图5，本发明第三实施例提供一种烫金膜200，其包括基底层10、光栅信息层20、介质层30、离型层40及热熔背胶层50。所述基底层10、所述离型层40、所述光栅信息层20、所述介质层30及所述热熔背胶层50依次层置，所述光栅信息层20为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
[0047]所述离型层40在所述烫金膜200的使用中起离解作用，所使用的原料通常都是熔点为80-90°C的蜡。所述热熔背胶层50为所述烫金膜200的表面层，其覆盖于所述介质层30，在所述烫金膜200的使用时，起到与被印物表面相粘附的作用。
[0048]可以理解的是，所述烫金膜200即为所述防伪光栅100的应用。
[0049]请参阅图6，本发明第四实施例提供一种复合膜300，其包括基底层10、光栅信息层20、介质层30及黑色压敏胶层60。所述基底层10、所述光栅信息层20、所述介质层30及所述黑色压敏胶层60依次层置，所述光栅信息层20为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
[0050]所述黑色压敏胶60覆盖于所述介质层30，其可吸收杂散光、增加颜色对比度、增强多通道颜色变化效果。
[0051]可以理解的是，所述复合膜300即为所述防伪光栅100的应用。
[0052]以上所述，仅是本实用新型的实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种防伪光栅，其具有多通道变色效果，其特征在于，所述防伪光栅包括依次层置的基底层、光栅信息层及介质层，所述光栅信息层为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
2.如权利要求1所述的防伪光栅，其特征在于，所述光栅信息层的折射率为1.4?1.9。
3.如权利要求1所述的防伪光栅，其特征在于，所述介质层的折射率大于1.9，厚度为25 ?60nm。
4.如权利要求1所述的防伪光栅，其特征在于，所述亚波长光栅为单周期光栅，其周期为320?420nm,光栅槽深为80?140nm。
5.如权利要求1所述的防伪光栅，其特征在于，所述亚波长光栅为双周期光栅，其包括小周期正弦光栅和大周期正弦光栅，所述小周期正弦光栅的周期为320?420nm，所述大周期正弦光栅的周期为600?900nm。
6.一种防伪商标，其特征在于，所述防伪商标的主体部为如权利要求1?5任一项所述的防伪光栅。
7.一种烫金膜，其特征在于，包括依次层置的基底层、离型层、光栅信息层、介质层及热熔背胶层，所述光栅信息层为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
8.一种复合膜，其特征在于，包括依次层置的基底层、光栅信息层、介质层及黑色压敏胶层，所述光栅信息层为一维正弦浮雕型准反射体积的亚波长光栅。
【文档编号】G09F3/02GK204086593SQ201420400389
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】徐平, 王笑冰, 黄燕燕, 李建兵, 张海明, 梁厚慧 申请人:徐平, 深圳大学反光材料厂